露天矿土地复垦三维可视化研究

李小光^1,2,3，鲁明星⁴，李科心⁵，李富平^1,2,3

1. 华北理工大学矿业工程学院2. 河北省矿业开发与安全技术重点实验室3. 河北省矿区生态修复产业技术研究院4. 唐山学院土木工程学院5. 中煤科工集团唐山研究院有限公司

摘 要：随着无人机摄影测量技术和GIS技术的快速发展,倾斜摄影测量及三维建模技术被广泛应用于国土、城市规划,智慧城市建设等领域。传统的矿区二维复垦规划不利于实现高效的规划方案评价、规划成果展示以及规划前后效果对比。通过无人机倾斜摄影测量获取三维数据,基于SuperMap软件,对矿区土地复垦三维景观建模及可视化方法进行了研究。以唐山市某露天矿为例,利用无人机倾斜摄影测量进行数据采集,分别使用Pix4D mapper和Smart3D Capture软件进行数据处理,从而获取矿区的现状数据。根据现状数据和规划方案,使用AutoCAD软件完成平台和边坡的土地复垦方案设计。将AutoCAD复垦方案转到ArcGIS平台下进行不规划三角网(TIN)地形建模,将构建后的TIN网转为中间软件Sketchup格式后再转为3DMax格式,在3DMax软件中进行纹理贴图精细建模。将3DMax精细三维模型在保证空间参考不变的前提下转为SuperMap软件格式,最终在SuperMap软件中实现了土地复垦方案评价、规划效果展示以及规划前后对比。研究表明:在无人机倾斜摄影测量数据的基础上,将规划模型在不丢失三维纹理渲染效果、空间参考不变的前提下经过多种GIS平台转化,实现了基于SuperMap软件规划数据与现状数据的无缝拼接的真三维可视化,对于基于无人机矿山生态修复规划的三维建模有一定的借鉴意义。

关键词：生态修复;倾斜摄影测量;无人机;TIN;SuperMap;空间参考;